Tá dhá phríomhchéim i dtáirgeadh polyacrylamide:
Teicneolaíocht Táirgthe Monaiméir: Úsáideann táirgeadh monaiméir aicriolaimíde acrylonitrile mar amhábhar. Faoi ghníomhaíocht chatalaíoch, déantar an t-acrylonitrile a hiodráitiú chun táirge amh aicriolaimíde a tháirgeadh. Tar éis galú agus íonú flash, faightear monaiméir aicriolaimíde scagtha; feidhmíonn an monaiméir seo mar an príomh-amhábhar le haghaidh táirgeadh polyacrylamide.
Aicriolinítríle + (Uisce/Catalaíoch) → Hydration → Aicriolaimíd Amh → Galú Flash → Íonú → Aicrilimíd Scagtha.
Bunaithe ar éabhlóid stairiúil na gcatalaíoch, tá teicneolaíocht táirgthe monaiméir tar éis dul chun cinn trí ghlúin ar leith:
Bhain an chéad ghlúin úsáid as teicneolaíocht hiodráitithe aigéid shulfaraigh. I measc na míbhuntáistí a bhain leis an modh seo bhí rátaí ísle comhshó aicrilintríle, táirgeacht íseal aicriolaimíde, agus giniúint fotháirgí iomadúla, rud a chuir ualach suntasach ar an bpróiseas íonúcháin ina dhiaidh sin. Ina theannta sin, mar gheall ar chreimneach láidir an chatalaíoch aigéad sulfarach, bhí costais trealaimh ard, rud a mhéadaigh costais táirgthe iomlána. Bhain an dara glúin úsáid as catalaíoch copair chnámharlaigh dhénártha nó thrínártha. Ba é míbhuntáiste na teicneolaíochta seo ná iain chopair a thabhairt isteach, rud a chuireann isteach ar an bpróiseas polaiméirithe sa táirge deiridh, rud a mhéadaíonn na costais a bhaineann le híonú iartheachtacha agus le próiseáil postála. Fostaíonn an tríú glúin teicneolaíocht catalysis hidreatase nítríle miocróbach. Feidhmíonn an teicneolaíocht seo faoi choinníollacha imoibrithe éadroma-go sonrach ag teocht chomhthimpeallach agus brú an atmaisféir-agus is sainairíonna í ard-roghnaíocht, táirgeacht ard agus gníomhaíocht ard catalaíoch. Féadfaidh an ráta comhshó aicrilinitrile 100% a bhaint amach, rud a chinntíonn imoibriú iomlán gan aon fhotháirgí nó neamhíonachtaí a ghiniúint. Níl aon iain chopair sa táirge aicriolaimíde mar thoradh air; dá bhrí sin, níl aon ghá le nósanna imeachta malairte ian chun hiain chopair a ghintear le linn táirgeadh a bhaint, rud a shimplíonn go mór an sreabhadh próiseas iomlán. Thairis sin, léiríonn anailís crómatagrafaíochta gáis nach bhfuil beagnach aon aicrilinítríle saor in aisce iarmharach sa táirge aicriolaimíde, rud a léiríonn ardleibhéal íonachta. Tá sé seo oiriúnach go háirithe chun polyacrylamide ultra-ardmheáchan móilíneach a ullmhú, chomh maith leis an bpolaacrylamide neamh-tocsaineach a theastaíonn ón tionscal bia.
Maidir leis an teicneolaíocht chun monaiméir aicriolaimíde a tháirgeadh trí chatalú miocróbach, ba í an tSeapáin an chéad duine a bhunaigh saoráid tráchtála -go sonrach gléasra 6,000-ton-in{5}}bliantúil (t/a)-i 1985. Ina dhiaidh sin, rinne an Rúis máistreacht ar an teicneolaíocht seo freisin; le linn na 1990idí, choimisiúnaigh an tSeapáin agus an Rúis araon áiseanna ranga ar scála mór, deich míle tonna le haghaidh táirgeadh miocróbach aicriolaimíde. Tar éis an tSeapáin agus an Rúis, is é ár dtír an tríú tír ar domhan a bhfuil an teicneolaíocht seo aici. Seasann gníomhaíocht an chatalaíoch mhiocróbaigh ag 2,857 Aonad Bithcheimiceach Idirnáisiúnta, leibhéal a bhfuil caighdeáin dhomhanda bainte amach aige. D'fhorbair agus chríochnaigh Institiúid Taighde Lotnaidicídí Shanghai teicneolaíocht ár dtír le haghaidh táirgeadh miocróbach catalaíoch monaiméirí aicriolaimíde thar thréimhse trí Phlean Cúig Bliana as a chéile: an "Seachtú," "Ochtú," agus "Naoú" Pleananna. Scrúdaíodh an chatalaíoch miocróbach-hydratase nítríle{-i dtús báire i 1990; díorthaíodh é ó hidratase nítríle a fuarthas trí chultúr síolta, ag baint úsáide as 163 tréithchineál baictéarach scoite amach ón ithir ag bun Sliabh Tai agus 145 tréith scoite amach ón ithir i Wuxi. Ainmníodh an catalaíoch seo leis an gcód "Nocardia-163." Cuireadh an teicneolaíocht seo i bhfeidhm go rathúil ó shin i leith tráchtála i Rugao (Jiangsu), Nanchang (Jiangxi), an Shengli Oilfield, agus Wanquan (Hebei). Tá na táirgí mar thoradh ar chaighdeán níos fearr, ag comhlíonadh na méadrachta cáilíochta ar leith is gá chun táirgeadh ultra-ard polyacrylamide meáchan móilíneach choibhneasta. Léiríonn an éacht seo go bhfuil ardleibhéal idirnáisiúnta bainte amach ag teicneolaíocht ár dtír maidir le táirgeadh miocróbach-catalyzed d'aicriolaimíde.
Teicneolaíocht Polymerization: Úsáideann táirgeadh polyacrylamide tuaslagán uiscí monaiméirí aicriolaimíde mar amhábhar. Faoi ghníomhaíocht thionscnóra, tarlaíonn imoibriú polaiméirithe. Nuair a bheidh an t-imoibriú críochnaithe, téann na bloic glóthacha polyacrylamide mar thoradh air seo faoi shraith céimeanna próiseála-gearradh, gránú, triomú, agus smidiríní-chun an táirge polaacrylamide deiridh a thabhairt. Is é an chéim ríthábhachtach sa phróiseas seo an t-imoibriú polymerization féin; le linn na gcéimeanna próiseála ina dhiaidh sin, ní mór aird ar leith a thabhairt ar dhíghrádú meicniúil, díghrádú teirmeach, agus trasnascadh a chosc chun a chinntiú go gcoimeádann an polyacrylamide a meáchan móilíneach coibhneasta agus tuaslagthacht uisce atá beartaithe.
Aicriolaimíd + Uisce (Tionscnóir / Polaiméiriú) → Bloic Ghlóthach Polyacrylamide → Gránú → Triomú → Pulverizing → Táirge Polyacrylamide
Tá teicneolaíocht táirgthe polyacrylamide ár dtír tar éis teacht chun cinn go ginearálta trí thrí chéim ar leith:
An chéad chéim i gceist a ghlacadh is luaithe "polaiméiriú uile." Ar an modh seo, rinneadh an réiteach imoibrithe polaiméirithe measctha go críochnúil a dhoirteadh isteach i dtráidirí cruach dhosmálta. Ansin brúdh na tráidirí seo isteach in oigheann thriomú faoi rialú teochta. Tar éis polaiméiriú ar feadh roinnt uaireanta, baineadh na tráidirí as an oigheann; Gearradh an fhoirmiú polyacrylamide i stiallacha ag baint úsáide as gearrthóir gilitín, a chothú i grinder feola le haghaidh gránú, a thriomú in oigheann, agus ar deireadh smidiríní chun an táirge críochnaithe a tháirgeadh. Rinneadh an próiseas iomlán seo i stíl ceardlann láimhe traidisiúnta. Baineann an dara céim le húsáid kneader: cuirtear an tuaslagán imoibriúcháin polaiméirithe measctha réamh-mheasctha isteach sa kneader agus téitear é. Nuair a thosaíonn polaiméiriú, cuirtear an kneader i ngníomh, rud a fhágann gur féidir le kneading agus polaiméiriú dul ar aghaidh ag an am céanna. Faoin am a bhfuil an polaiméiriú críochnaithe, tá gránú críochnaithe den chuid is mó freisin; déantar an t-ábhar scaoilte a thriomú agus a smidiríní ansin chun an táirge deiridh a thabhairt.
Tháinig an tríú céim chun cinn go déanach sna 1980í le forbairt phróiseas polaiméirithe imoibreora cónúil. Rinneadh an teicneolaíocht seo a phíolótú go rathúil ag Cúigiú Institiúid Taighde na hAireachta Tionscail Núicléach ag Gléasra Ceimiceach Jiangdu i gCúige Jiangsu. Tá lann gránú rothlach ag bun an imoibreora cónúil sa phróiseas seo; toisc go bhfuil an polaiméir easbhrúite, déantar é a fhoirmiú ag an am céanna ina gráinníní. Déantar an t-ábhar a thriomú ina dhiaidh sin ag baint úsáide as triomadóir druma rothlacha agus smidiríní chun an táirge deiridh a tháirgeadh.
Chun bloic glóthacha polyacrylamide a chosc ó chloí le ballaí istigh an imoibreora polaiméirithe, úsáideann roinnt teicníochtaí bratuithe atá déanta as comhdhúile polaiméire bunaithe ar fhluairín nó sileacain a chuirtear ar thaobh istigh an imoibreora. Mar sin féin, tá seans maith go scannfar na bratuithe seo le linn an phróisis táirgthe, rud a éillíonn an táirge polyacrylamide.
Tá dearaí ann freisin a úsáideann imoibreoirí cónúla rothlacha; Nuair a bheidh an t-imoibriú Polymerization críochnaithe, tá an t-imoibreoir inverted a urscaoileadh na bloic fhoirmiú polyacrylamide. Ina theannta sin, tá éagsúlachtaí ann maidir le modhanna gránú (lena n-áirítear gránú meicniúil, gránú gearrtha, agus gránú fliuch-i.e. gránú laistigh de mheán scaipthe), modhanna triomú (amhail triomú rothlach sreafa nó triomú leaba sreabhánaithe) agus teicnící smidiríní. Cé go n-eascraíonn cuid de na difríochtaí seo as éagsúlachtaí i gcáilíocht trealaimh, léiríonn cinn eile difríochtaí sna cineálacha cur chuige oibríochta sonracha a glacadh, go ginearálta, tá an treocht atá i réim sa teicneolaíocht pholaiméirithe ag bogadh i dtreo úsáid imoibreoirí cónúla seasta in éineacht le teicneolaíocht triomú leaba sreabhánaithe.
Chomh maith leis na hoibríochtaí aonaid thuasluaite, léiríonn teicneolaíocht táirgthe polyacrylamide éagsúlachtaí suntasacha i bhfoirmiú próisis. Go sonrach maidir leis an gcéim tionscnaimh, déantar idirdhealú idir an próiseas "réamh-hidrealú comh-alcaile" agus an próiseas "post{3}}post alcaile-hidrealú". Tá a bhuntáistí agus a míbhuntáistí féin ag gach modh: tá an próiseas hidrealú réamh-alcaile níos simplí ó thaobh nósanna imeachta de, ach cruthaíonn sé dúshláin a bhaineann le haistriú teasa le linn hidrealú-go sonrach, claonadh chun tras-nascadh agus caillteanas suntasach ar mhais mhóilíneach choibhneasta. Os a choinne sin, cé go bhfuil seicheamh nós imeachta níos casta i gceist leis an bpróiseas hidrealú postála, áirithíonn sé hidrealú aonfhoirmeach, íoslaghdaíonn sé an baol trasnasctha, agus cailleann sé diomaibhseach mais mhóilíneach choibhneasta an táirge.
I mo thír féin, is iondúil go dtagann na tionscnóirí a fhostaítear do pholaiméiriú polyacrylamide i dtrí chatagóir: tionscnóirí neamhorgánacha, tionscnóirí orgánacha, agus córais mheasctha neamhorgánacha-orgánacha. (1) Sárocsaídí
Déantar sárocsaídí a rangú go ginearálta i sárocsaídí neamhorgánacha agus sárocsaídí orgánacha. I measc sárocsaídí neamhorgánacha tá sárocsadisulfáit photaisiam, sárocsadisulfáit amóiniam, perbromate sóidiam, agus sárocsaíd hidrigine. Áirítear le sárocsaídí orgánacha sárocsaíd benzoile, sárocsaíd lauroyl, agus hidreaperocsaíd búitile tert-. I measc na ngníomhairí laghdaithe atá péireáilte go hiondúil leis na sárocsaídí seo tá sulfáit neamhfheiriúil, clóiríd neamhfheiriúil, meiteisulfít sóidiam, agus tiasulfáit sóidiam.
(2) Comhdhúile Azo
I measc na samplaí tá azobisisobutyronitrile (AIBN), azobis (démheitil valeronitrile), azobis sóidiam (cyanovalerate), agus an tsraith de shalainn azoamidine a forbraíodh sna 1980í -cosúil le azo-N-hidreaclóiríd amidinopropane ionad. Léiríonn siad seo aicme táirgí a bhí ina n-ábhar d’fhorbairt dhian iomaíoch. Go hiondúil cuirtear leis iad ag tiúchana idir 0.005 agus 1 chuid in aghaidh an 10,000; taispeánann siad ardéifeachtúlacht chatalaíoch, éascaíonn siad táirgeadh polaiméirí a bhfuil maiseanna móilíneacha coibhneasta ard acu, agus tá siad intuaslagtha in uisce, rud a fhágann go bhfuil siad áisiúil le húsáid.
Polymerization Fionraí Inbhéartach: Tá polyacrylamide ar cheann de na flocculants polaiméireacha orgánacha is suntasaí go tionsclaíoch. Go tionsclaíoch, déantar polyacrylamide a tháirgeadh go tipiciúil ag baint úsáide as an modh tuaslagáin uiscí nó an modh polaiméirithe fionraí inbhéartach. Imlíníonn an chuid seo a leanas an próiseas chun polyacrylamide a tháirgeadh trí pholaiméiriú fionraí inbhéartach.
Is é polaiméiriú fionraí inbhéartach an modh is forleithne agus is aibí ó thaobh na teicneolaíochta de chun micreasféar polyacrylamide (PAM) a mhonarú. Baineann an próiseas úsáid as corrú bríomhar chun monaiméir (nó meascán monaiméirí) a scaipeadh laistigh de mheán leanúnach (tuaslagóir orgánach de ghnáth), agus braoiníní mín á ndéanamh. Ina dhiaidh sin, déantar polaiméiriú a thionscnamh i measc na monaiméirí, na tionscnóirí, an tuaslagóir orgánach, agus na cobhsaitheoirí scaipthe. Nuair a bhíonn an t-imoibriú polaiméirithe críochnaithe, déantar an táirge faoi dhíhiodráitiú aiseotrópach, scaradh agus triomú chun táirge cáithníneach a thabhairt. Is gnách go mbíonn cion soladach níos mó ná 90% ag táirgí a fhaightear trí pholaiméiriú fionraí inbhéartach, ráta comhshó polaiméirithe níos mó ná 95%, agus cion monaiméir iarmharach níos lú ná 0.5%; raonta méid na gcáithníní táirge ó 10 go 500 micriméadar, agus taispeánann an táirge tuaslagthacht uisce den scoth.
Tá an modh seo áisiúil do chur i bhfeidhm ar scála tionsclaíoch mar gheall ar a phróiseas simplí, éascaíocht rialaithe oibriúcháin, baint éasca le teas polaiméirithe, agus a éascaíocht is féidir an polaiméir a scaradh, a ní agus a thriomú; ina theannta sin, tá an táirge mar thoradh air tréithrithe ag a íonachta, aonfhoirmeacht, agus cobhsaíocht. Mar sin féin, tá roinnt dúshlán os comhair polaiméiriú fionraí inbhéartach i dtáirgeadh tionsclaíoch. Is é an rud is tábhachtaí ina measc seo ná a íogaireacht ard do luas corraithe, rud a fhágann go minic go mbíonn na cáithníní agus an fhoirmiú glóthacha comhcheangailte. Ina theannta sin, is gnách go mbíonn an córas éagobhsaí le linn driogtha aiseotrópaigh, agus tá tréimhsí fada dí-uiscithe mar thréith ag an bpróiseas. Ina theannta sin, tá fachtóirí cosúil le dáileadh leathan méid na gcáithníní táirge, úsáid fhairsing tuaslagóirí orgánacha, imní sábháilteachta maidir le hoibríochtaí táirgthe, agus costais Polymerization ró-ard i dteannta a chéile gur annamh a úsáidtear modh polaiméirithe fionraí inbhéartach baile le haghaidh táirgeadh polyacrylamide.
